ПРИМЕНЕНИЕ MALDI-MS МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ДЛЯ ДЕТЕКЦИИ SARS-COV-2 В НАЗОФАРИНГИАЛЬНЫХ МАЗКАХ. СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.
Актуальность. Глобальное распространение COVID-19, которое унесло миллионы жизней, показало серьезные проблемы в различных сферах здравоохранения большинства стран, включая Казахстан. Одной из главных задач в борьбе с пандемией стал выбор метода диагностики COVID-19. Метод ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) был признан золотым стандартом выявления вируса. Однако, проведенные исследования продемонстрировали эффективность применения метода матричной лазерной десорбции / ионизационной масс-спектрометрии (MALDI-MS) и анализа машинного обучения для обнаружения SARS-CoV-2 в назальных мазках.
Цель. Анализ литературы по вопросу использования MALDI-MS масс-спектрометрии для детекции SARS-CoV-2 в назальных мазках человека.
Стратегия поиска. Был сделан анализ полнотекстовых публикаций на английском языке за период 2019-2021 года, в базах данных Medline, Scopus. Запрашивались следующие ключевые слова и их комбинации: SARS-CoV-2 and MALDI and “mass spectrometry” and ms. Было идентифицировано 47 статей, из них 37 включены в исследование для изучения. Критерии включения: анализу и обработке подвергались статьи на английском языке за последние 3 года (2019-2021гг), описывающие опыт применения масс-спектрометрии MALDI-TOF MS для детекции SARS-CoV-2 в назальных мазках. Критерии исключении: статьи, не описывающие метод MALDI-MS или биоматериал отличный от назального мазка.
Результаты и выводы. Исходя из результатов изученной литературы, использование масс-спектрометрии возможно в качестве альтернативного метода ОТ-ПЦР.
Ирина А. Кадырова1, Айдана А. Султанбекова1,2,
Валентина И. Барханская1, Светлана И. Колесниченко1,
Евгения А. Колесникова1, Алена В. Лавриненко1,
Илья В. Коршуков1, Ернур К. Беков2,
Сергей В. Егоров3, Дмитрий Б. Бабенко1
1 Научно-исследовательский Центр, г. Караганда, Республика Казахстан;
2 НАО «Медицинский университет Караганды», г. Караганда, Республика Казахстан;
3 Университет МакМастер, г. Гамильтон, Канада.
1. Ai T., Yang Z., Hou H., Zhan C., Chen C., Lv W., Tao Q., Sun Z., Xia L. Correlation of Chest CT and RT-PCR Testing in Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) in China: A Report of 1014 Cases// Radiology. 2020. №296. Р. 32-40. https://doi.org/10.1148/radiol.2020200642 (Дата обращения: 01.03.2021)
2. Alizadeh M., Yousefi L., Pakdel F., Ghotaslou R., Rezaee M.A., Khodadadi E., Oskouei M.A., Soroush Barhaghi M.H., Kafil H.S. MALDI-TOF Mass Spectroscopy Applications in Clinical Microbiology // Adv Pharmacol Pharm Sci. 2021. №2021(9928238). Р.1-8 doi: https://doi.org/10.1155/2021/9928238. (Дата обращения: 16.05.2021)
3. Buszewski B., Maslak E., Złoch M., Railean-Plugaru V., Kłodzinska E., Pomastowski P. A new approach to identifying pathogens, with particular regard to viruses, based on capillary electrophoresis and other analytical techniques// Trends in Analytical Chemistry. 2021. №139. Р.1-13 https://doi.org/10.1016/j.trac.2021.116250 (дата обращения: 01.02.2022)
4. Chan J.F., Yuan S., Kok K.H., To K.K., Chu H., Yang J., Xing F., Liu J., Yip C.C., Poon R.W. et al. A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: A study of a family cluster// Lancet. 2020. №395. 514–523. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30154-9 (Дата обращения: 01.03.2021)
5. Chen Z, Xu W, Ma W, Shi X, Li S, Hao M, Fang Y, Zhang L. Clinical laboratory evaluation of COVID-19 // Clinica Chimica Acta. 2021. №519. Р.172–182 https://doi.org/10.1016/j.cca.2021.04.022 (Дата обращения: 13.12.2021)
6. Chivte P., LaCasse Z., Seethi V. D. R., Bharti P., Bland J., Kadkol S.S., Gaillard E.R. MALDI-ToF protein profiling as a potential rapid diagnostic platform for COVID-19 // Journal of Mass Spectrometry and Advances in the Clinical Lab. 2021. №21. Р.31–41 https://doi.org/10.1016/j.jmsacl.2021.09.001 (Дата обращения: 13.12.2021)
7. Conti B.J., Leicht A.S., Kirchdoerfer R.N., Sussman M.R. Mass spectrometric based detection of protein nucleotidylation in the RNA polymerase of SARS-CoV-2 // Communications Chemistry. 2021. №4. Р.1-11 https://doi.org/10.1038/s42004-021-00476-4 (Дата обращения: 13.12.2021)
8. Costa J., Ferreira E.C., Santos C. COVID-19, Chikungunya, Dengue and Zika Diseases: An Analytical Platform Based on MALDI-TOF MS, IR Spectroscopy and RT-qPCR for Accurate Diagnosis and Accelerate Epidemics Control // Microorganisms. 2021. №9. Р.1-15 https://doi.org/10.3390/microorganisms9040708 (Дата обращения: 13.04.2021)
9. Costa M.M., Martin H., Estellon B., Dupé F., Saby F., Benoit N., Tissot-Dupont H., Million M., Pradines B., Granjeaud S., Almeras L. Exploratory Study on Application of MALDI-TOF-MS to Detect SARS-CoV-2 Infection in Human Saliva // J. Clin. Med. 2022. №11. Р. 1-18 https://doi.org/10.3390/jcm11020295 (Дата обращения: 06.04.2021)
10. Deulofeu M., García-Cuesta E., Peña-Méndez E. M., Conde J. E., Jiménez-Romero O., Verdú E., Serrando M. T., Salvadó V., Boadas-Vaello P. Detection of SARS-CoV-2 Infection in Human Nasopharyngeal Samples by Combining MALDI-TOF MS and Artificial Intelligence // Frontiers in Medicine. 2021. №8. Р. 1-12 https://doi.org/10.3389/fmed.2021.661358 (Дата обращения: 19.01.2022)
11. Feng H., Liu Y., Lv M., Zhong J. A case report of COVID-19 with false negative RT-PCR test: Necessity of chest CT// Japanese Journal of Radiology. 2020. №38. P.409–410 https://doi.org/10.1007/s11604-020-00967-9 (Дата обращения: 01.03.2021)
12. Gong F., Wei H., Li Q., Liu L., Li B. Evaluation and Comparison of Serological Methods for COVID-19 Diagnosis // Frontiers Molecular Bioscinces. 2021. №8. P. 1-12 doi: 10.3389/fmolb.2021.682405 (Дата обращения: 13.12.2021)
13. Gomila R.M., Martorell G., Fraile-Ribot P.A., Doménech-Sánchez A., Oliver M. A.A., García-Gasalla M., Albertí S. Use of Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of-Flight Mass Spectrometry Analysis of Serum Peptidome to Classify and Predict Coronavirus Disease // Open Forum Infectious Diseases. 2021. №8. Р.1-8 DOI: 10.1093/ofid/ofab222 (Дата обращения: 19.01.2022)
14 . Green K., Winter A., Dickinson R., Graziadio S., Wolff R., Mallett S., Allen A.J., Park E.B. What tests could potentially be used for the screening, diagnosis and monitoring of COVID-19 and what are their advantages and disadvantages? 2020 [Электронный ресурс]. https://www.cebm.net/covid-19/what-tests-could-potentiallybe-used-for-the-screening-diagnosis-and-monitoring-of-covid-19-and-what-are-theiradvantages-and-disadvantages/. (Дата обращения 9.02.22)
15. Gurard-Levin Z.A., Liu C., Jekle A., Jaisinghani R., Ren S., Vandyck K., Jochmans D., Leyssen P., Neyts J., Blatt L.M., Beigelman L., Symons J. A., Raboisson P., Scholle M.D., Deval J. Evaluation of SARS-CoV-2 3C-like protease inhibitors using self-assembled monolayer desorption ionization mass spectrometry// Antiviral Research. 2020. №182. Р. 1-11 https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104924 (Дата обращения: 13.12.2021)
16. Iles R.K., Zmuidinaite R., Iles J.K., Carnell G., Sampson A., Heeney J.L. Development of a Clinical MALDI-ToF Mass Spectrometry Assay for SARS-CoV-2: Rational Design and Multi-Disciplinary Team Work // Diagnostics. 2020. №10. Р. 1-15 doi:10.3390/diagnostics10100746 (Дата обращения: 06.04.2021)
17. Ji T., Liu Z., Wang G., Guo X., Akbar khan S., Lai C., Chen H., Huang S., Xia S., Chen B., Jia H., Chen Y., Zhou Q. Detection of COVID-19: A review of the current literature and future perspectives // Biosensors and Bioelectronics. 2020. №166. Р. 1-18 https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112455 (Дата обращения: 06.04.2021)
18. John Hopkins university coronavirus resource center [Электронный ресурс] https://coronavirus.jhu.edu/map.html (Дата обращения: 20.04.2022)
19. Lazari L.C., Ghilardi F.R., Fernandes L.R., Assis D.M., Nicolau J.C., Santiago V.F., Dalçóquio T.F., Angeli C. B, Bertolin A.J., Marinho C.R., Wrenger C., Durigon E.L., Siciliano R.F., Palmisano G. Prognostic accuracy of MALDI-TOF mass spectrometric analysis of plasma in COVID-19 // Life science alliance. 2022. №4. P. 1-12 https://doi.org/10.26508/lsa.202000946 (Дата обращения: 16.01.2022)
20. Masters P.S. Coronavirus genomic RNA packaging // Virology. 2019. №537. 198–207. https://doi.org/10.1016/j.virol.2019.08.031 (Дата обращения: 09.02.2022)
21. Mahmud I., Garrett T. J. Mass Spectrometry Techniques in Emerging Pathogens Studies: COVID-19 Perspectives // Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 2020. №31. P. 2013-2024 https://dx.doi.org/10.1021/jasms.0c00238 (Дата обращения: 19.04.2021)
22. Mann C., Downard K.M. Evolution of SARS CoV-2 Coronavirus Surface Protein Investigated with Mass Spectrometry Based Phylogenetics // Analytical Letters. 2022. №55. P. 305 – 317 (Дата обращения: 19.01.2022)
23. Nachtigall F.M., Pereira A., Trofymchuk O.S., Santos L.S. Detection of SARS-CoV-2 in nasal swabs using MALDI-MS // Nature Biotechnology. 2020. №38. P. 1168–1173 https://doi.org/10.1038/s41587-020-0644-7 (Дата обращения: 16.04.2021)
24. Ribeiro da Silva S.J., Alves da Silva C.T., Guarines K.M., Mendes R.P., Pardee K., Kohl A., Pena L. Clinical and Laboratory Diagnosis of SARS-CoV-2, the Virus Causing COVID-19 // Infectious Diseases. 2020. №6. P.2316-2336 https://dx.doi.org/10.1021/acsinfecdis.0c00274 (Дата обращения: 09.02.2022)
25. Rocca M.F., Zintgraff J.C., Dattero M.E., Santos L.S., Ledesma M., Vay C., Prieto M., Benedetti E., Avaro M., Russo M., Nachtigall F.M., Baumeister E. A combined approach of MALDI-TOF mass spectrometry and multivariate analysis as a potential tool for the detection of SARS-CoV-2 virus in nasopharyngeal swabs // Journal of Virological Methods. 2020. №286. P. 1-7 https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2020.113991 (Дата обращения: 16.04.2021)
26. Rybicka M., Miłosz E., Bielawski K. P. Superiority of MALDI-TOF Mass Spectrometry over Real-Time PCR for SARS-CoV-2 RNA Detection // Viruses. 2021. №13. P. 1-11 https://doi.org/10.3390/v13050730 (Дата обращения: 08.02.2022)
27. SoRelle J.A., Patel K., Filkins L., Park J.Y. Mass Spectrometry for COVID-19 // Clinical chemistry. 2020. №66. P. 1367–1368 DOI: 10.1093/clinchem/hvaa222 (Дата обращения: 16.03.2021)
28. Tran A., Monreal I.A., Moskovets E., Aguilar H.C., Jones J.W. Rapid Detection of Viral Envelope Lipids Using Lithium Adducts and AP-MALDI High-Resolution Mass Spectrometry // J Am. Soc. Mass. Spectrom. 2021. № 9. P. 2322-2333. doi: 10.1021/jasms.1c00058. (Дата обращения: 16.05.2021)
29. Tran N.K., Howard T., Walsh R., Pepper J., Loegering J., Phinney B., Salemi M. R., Rashidi H.H. Novel application of automated machine learning with MALDI-TOF MS for rapid high-throughput screening of COVID‑19: a proof of concept // Scientific Reports. 2021. №11. P. 1-10 https://doi.org/10.1038/s41598-021-87463-w (Дата обращения: 07.02.2022)
30. Wan Q., Chen M., Zhang Z., Yuan Y., Wang H., Hao Y., Nie W., Wu L., Chen S. Machine Learning of Serum Metabolic Patterns Encodes Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection // Frontiers in Chemistry. 2021. №9. P. 1-9 doi 10.3389/fchem.2021.746134 (Дата обращения: 19.01.2022)
31. Wandernoth P., Kriegsmann K., Groh-Mohanu C., Daeumer M., Gohl P., Harzer O., Kriegsmann M., Kriegsmann J. Detection of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) by Mass Spectrometry // Viruses. 2020. №12. P. 1-8 doi:10.3390/v12080849 (Дата обращения: 06.04.2021)
32. WHO Coronavirus disease (COVID-19) pandemic [Электронный ресурс] https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019 (Дата обращения: 20.04.2022)
33. WHO Kazakhstan COVID - Coronavirus Statistics - Worldometer. [Электронный ресурс]. 2020 г. https://covid19.who.int/region/euro/country/kz (Дата обращения: 20.04.2022)
34. Xie X., Zhong Z., Zhao W., Zheng, C.; Wang, F.; Liu, J. Chest CT for Typical 2019-nCoV Pneumonia: Relationship to Negative RT-PCR Testing // Radiology. 2020. №296. Р. 41-45. https://doi.org/10.1148/radiol.2020200343 (Дата обращения: 01.03.2021)
35. Yan L., Yi J., Huang C., Zhang J., Fu S., Li Z., Lyu Q., Xu Y., Wang K., Yang H., Ma Q., Cui X., Qiao L., Sun W., Liao P. Rapid Detection of COVID-19 Using MALDI-TOF-Based Serum Peptidome Profiling // Analytical Chemistry. 2021. №93. P. 4782-4787 https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04590 (Дата обращения: 13.04.2021)
36. Younes N., Al-Sadeq D.W., AL-Jighefee H., Younes S., Al-Jamal O., Daas H. I., Yassine H. M., Nasrallah G.K. Challenges in Laboratory Diagnosis of the Novel Coronavirus SARS-CoV-2 //Viruses. 2020. №12(582). Р. 1-27. doi:10.3390/v12060582 (Дата обращения: 01.03.2021)
37. Zhao F., Lu J., Lu B., Qin T., Wang X., Hou X., Meng F., Xu X., Li T., Zhou H., Zhang J., Kan B., Huang Y., Zhang Z., Xiaoa D. A Novel Strategy for the Detection of SARS-CoV-2 Variants Based on Multiplex PCR-Mass Spectrometry Minisequencing Technology // Microbiology Spectrum. 2021. №9. 3. P.1-10 https://doi.org/10.1128/Spectrum.01267-21 (Дата обращения: 13.12.2021)
Количество просмотров: 360
Категория статей:
Актуальная тема COVID-19
Библиографическая ссылка
Кадырова И.А., Султанбекова А.А., Барханская В.И., Колесниченко С.И., Колесникова Е.А., Лавриненко А.В., Коршуков И.В., Беков Е.К., Егоров С.В., Бабенко Д.Б. Применение MALDI-MS масс-спектрометрии для детекции SARS-CoV-2 в назофарингиальных мазках. Систематический обзор // Наука и Здравоохранение. 2022. 5(Т.24). С. 36-44. doi 10.34689/SH.2022.24.5.005Похожие публикации:
CONSEQUENCES OF THE CORONAVIRUS INFECTION: THE POST-COVID SYNDROME AND MENTAL MANIFESTATIONS. LITERATURE REVIEW
EFFICACY OF THE ANTIVIRAL DRUG ENISAMY IODIDE IN SEVERE ADULT ACUTE RESPIRATORY INFECTIONS IN THE COVID-19 ERA
КЛИНИЧЕСКИЕ И СОЦИАЛЬНО-ДЕМОГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАЦИЕНТОВ С ПСИХИЧЕСКИМИ И ПОВЕДЕНЧЕСКИМИ РАССТРОЙСТВАМИ В ПОСТКОВИДНОМ ПЕРИОДЕ
ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ У ДЕТЕЙ С МУЛЬТИСИСТЕМНЫМ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМ СИНДРОМОМ, АССОЦИИРОВАННЫМ С SARS-COV-2
КЛИНИЧЕСКАЯ КАРТИНА COVID-19 У ВЗРОСЛЫХ ПАЦИЕНТОВ ТУРКЕСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОПУТСТВУЮЩИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ